进程—异常控制流之中断篇

最新推荐文章于 2025-03-25 17:02:04 发布

unclerunning

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分类专栏：操作系统

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/unclerunning/article/details/51190040

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本文深入探讨了计算机系统中的异常控制流（ECF），它在硬件、操作系统和应用层中都有体现。ECF是响应非程序内部事件如硬件定时器信号、网络包到达和进程通信的关键机制。异常控制流包括中断和系统调用，用于实现I/O、进程管理和虚拟存储。中断是异步的，由硬件事件触发，而系统调用是同步的，由软件请求操作系统服务。异常处理涉及异常表和中断向量，处理程序在执行完毕后可以选择返回到被中断的程序。理解ECF机制对于理解和编写操作系统级别的程序至关重要。

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从给处理器加电开始，直到断电为止，PC(程序计数器)都在不间断的读取并执行指令。

最简单的一种控制流是一个”平滑的”序列，其中每个 $inst_k$ 和 $inst_{k+1}$ 在存储器中都是相邻的。典型地，这种平滑流的突变，也就是 $inst_k$ 和 $inst_{k+1}$ 不相邻，是由诸如跳转(jump)、调用(call)和返回(ret)这样一些熟悉的程序指令造成的。这样一些指令都是必要的机制，使得程序能够对由程序变量表示的内部程序状态中的变化做出反应。
但是系统也必须能够对系统状态的变化做出反应，这些系统状态不是被内部程序变量捕获的，而且，也不一定要和程序的执行相关。比如，一个硬件定时器定期产生信号，这个事件必须得到处理。包(package)到达网络适配器后，必须存放在存储器中。程序向磁盘请求数据，然后休眠，直到被通知数据己就绪。当子进程终止时，创造这些子进程的父进程必须得到通知。
现代系统通过使控制流突变来对这些情况做出反应。一般而言，我们把这些突变称为异常控制流(Exceptional Control Flow, ECF)

异常控制流发生在

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